kwartgolfplaten

Een kwartgolfplaat is een optisch retarder-element uit een birefringent materiaal dat een faseverschuiving van ongeveer λ/4 oplevert tussen de twee orthogonale polarisatiecomponenten van doorgelaten licht. Hierdoor kan de polarisatie van het licht worden gecontroleerd, met name het omzetten van lineaire polarisatie in circulaire polarisatie en omgekeerd.

Werking: het birefringente materiaal heeft twee verschillende refractieve snelheden voor de twee polarisatierichtingen, waardoor twee componenten met verschillende fase vooruitgang door de plaat gaan. De dikte d en de golflengte λ bepalen de faseverschuiving δ = (2π/λ) (n_e - n_o) d, en voor δ ≈ π/2 geldt d ≈ λ / (4 (n_e - n_o)). De plaat heeft een snelle as en een langzame as; de invallende polarisatie moet vaak ten opzichte van deze assen staan (bij 45°) om lineaire polarisatie in circulaire polarisatie te omzetten en vice versa.

Ontwerp en varianten: er bestaan zero-order kwartgolfplaten met minimale fout door temperatuur- en hoekveranderingen, evenals samengestelde of achromatische ontwerpen die uit meerdere lagen bestaan om de retardatie over een breder spectrum te behouden. Een enkele plaat is meestal ontworpen voor een specifieke golflengte; voor bredere banden worden multi-plate of achromatische QWP’s toegepast.

Materialen en toepassing: veelgebruikte materialen zijn kwarts (SiO2) en magnesiumfluoride (MgF2). De keuze van materiaal en dikte hangt af van de gewenste golflengte en bandbreedte. Toepassingen zijn onder meer lasersystemen, polarisatiecontroles in optische systemen, ellipsometrie en astronomie.